Le château d'eau est construit à l'extrémité sud de la place Séraucourt en 1865, à la suite des travaux pour le captage des eaux de l'Auron supervisés par l'ingénieur Bourdaloue. Ce n'est alors qu'une grosse tour ronde de 29 mètres de diamètre et de 14 mètres de hauteur, contenant deux bassins superposés.

Un concours est lancé par le maire de Bourges pour le "décorer, principalement en façade, d'une fontaine monumentale, décorative ou tout autre édifice ou motif pittoresque".

Le projet retenu, celui d'Albert Tissandier, est une façade brique et pierre avec fronton interrompu à volutes, jeu de bossages et de refends qui fait référence à l'architecture classique du début du XVIIe siècle. La décoration sculptée est l'œuvre de l'archéologue et sculpteur berrichon, Jules Dumoutet.

L'édifice est inauguré le dimanche 18 août 1867 par le maire Pierre Planchat et béni par Mgr de la Tour d'Auvergne. Désaffecté en 1940, le château d'eau a été inscrit sur la liste supplémentaire des Monuments Historiques en 1975.

L'édifice a été réhabilité en 1999 pour accueillir des expositions d'art contemporain.